绿豆醛酮还原酶基因及其响应镉胁迫的分析

基于绿豆基因组注释文件鉴定醛酮还原酶基因(AKRs),并采用生物信息学方法分析了绿豆AKRs基因结构及其编码的蛋白质序列特性;运用转录组和酶学方法分析Cd胁迫下绿豆幼苗根、茎和叶中AKRs基因的表达量和AKR酶活性的变化.结果表明:绿豆基因组含有9个AKRs基因,依次命名为VrAKR1.1~VrAKR1.5、VrAKR2及VrAKA1.1~VrAKA1.3;9个VrAKRs中分别含4~7个内含子和5~7个外显子.9个VrAKRs编码的蛋白质序列中,除VrAKA1.1、VrAKA1.2、VrAKA1.3外,其余VrAKRs均含有8个motif.9个VrAKRs的相对分子量29.1~39.0 kD,等电点pI 5.14~6.81,氨基酸残基数259~346,亲水性系数-0.304~-0.123;9个VrAKRs均含有Aldo_ket_red结构域.表达谱及酶活分析表明,VrAKA1.1、VrAKA1.2、VrAKA1.3基因在绿豆3个组织中均未表达,其余6个AtAKRs基因均表达了,但因组织和生长时间不同而异;根和茎表达量最高的基因均为VrAKR1.5,叶中则是VrAKR2.较对照比,Cd胁迫显著(p<0.05)上调了多数AtAKRs基因的表达水平,并显著(p<0.05)升高了AKR酶活性.综上所述,绿豆幼苗根、茎、叶中VrAKRs基因的表达存在组织特异性;胁迫下AKR酶活的变化受到VrAKRs基因表达程度的影响.表明绿豆幼苗期这些VrAKRs基因在响应Cd胁迫过程中发挥重要作用.